La science quantique est un domaine qui traite des effets quantiques, tels que la superposition et l’enchevêtrement, pour réaliser un certain nombre de fonctions, notamment l’informatique, la détection, la mesure et la communication. En partant du dispositif quantique lui-même et de ses éléments de base, nous créons des modèles à température ambiante et cryogénique qui permettent la création de nouveaux matériaux 2D et 3D, de dispositifs quantiques et de circuits quantiques. En outre, nous étudions l’interaction entre les systèmes quantiques et classiques, afin de rendre possible le contrôle intégré de processeurs quantiques complexes, y compris la correction d’erreur quantique pour les systèmes informatiques quantiques tolérants aux pannes.

Les activités de notre institut sont au cœur de l’ingénierie quantique. Beaucoup la considère comme une nouvelle discipline qui jette un pont entre les fondements physiques de la science quantique et l’abstraction technique et les implémentations technologiques nécessaires pour concevoir et construire des machines quantiques à plus grande échelle. Par exemple, les défis liés à la mise à l’échelle des qubits ont fait de la technologie CMOS au silicium l’une des plates-formes les plus prometteuses pour leur mise en œuvre par millions, ainsi que la co-conception de l’électronique d’interface.

Enfin, nous examinons les systèmes optiques quantiques pour la communication quantique sécurisée, l’imagerie quantique et l’informatique quantique distribuée, de la génération à la détection des photons, avec un vif intérêt pour l’intégration et la miniaturisation. L’objectif global est d’abstraire, de modéliser et de réaliser la pile quantique, des algorithmes aux dispositifs quantiques, en utilisant des technologies nouvelles et conventionnelles dans les domaines électrique et optique, en créant un lien étroit entre la théorie et les résultats expérimentaux.

Grâce à l’ingénierie quantique avancée, l’IEM vise particulièrement à contribuer à la promotion de la recherche et de l’innovation en relation avec la démonstration et l’exploitation de l’avantage quantique, qui concerne les capacités accrues que la science et la technologie quantiques peuvent offrir en matière de calcul, de détection et de communication.

Principaux thèmes de recherche

• Dispositifs quantiques et technologies de fabrication pour des systèmes quantiques évolutifs : modélisation, conception, fabrication et caractérisation de dispositifs solides à l’échelle nanométrique exploitant des effets quantiques (qubits ou autres), tels que la superposition et l’intrication.
• EDA quantique : algorithmes et outils pour la modélisation de systèmes quantiques complexes afin de permettre des conceptions efficaces axées sur la fidélité et tolérantes aux pannes.
• Interconnexions classiques quantiques : conception de circuits intégrés analogiques et mixtes cryogéniques et RT pour interfacer les circuits quantiques et classiques, avec un vif intérêt pour les opérations à très faible consommation et cryogéniques profondes.
• Systèmes optiques quantiques : génération et détection de lumière pour les communications quantiques sécurisées, l’imagerie quantique et les applications de calcul quantique distribué.
• Détection quantique : La détection quantique est un domaine transformateur de la détection qui exploite des phénomènes mécaniques quantiques complexes pour effectuer des mesures ultrasensibles de paramètres multiples afin d’atteindre des sensibilités dépassant les limites classiques.
• Sécurité quantique dans les IoTs : Les appareils IoT sont mis en réseau dans de vastes ensembles qui ne sont généralement pas sécurisés. Une altération malveillante est donc possible à partir de n’importe quel appareil du réseau. Les générateurs quantiques de nombres aléatoires, qui peuvent être fortement miniaturisés, se sont révélés efficaces et constituent un sujet de recherche important.